Одним из основных понятий механики является понятие материальной точки, что означает тело, обладающее массой, размерами которого можно пренебречь при рассмотрении его движения. Движение материальной точки - простейшая задача механики, которая позволит рассмотреть более сложные типы движений.Движение во вращающейся неинерциальной системе отсчета
Рассмотрим вращающуюся НСО. Значения для ускорений точек во вращающейся системе координат получены ранее (см. раздел «Абсолютное, относительное и переносное движения»).
закон Ньютона в ИСО имеет вид:
, (9.5)
где
- абсолютное ускорение. С учетом полученного ранее (см. указанные выше раздел) соотношения между абсолютным
, относительным
, переносным
и кориолисовым
ускорениями:
, (9.6)
перепишем
закон Ньютона в ИСО:
. (9.7)
Так как при изучении сил инерции практически изучается относительное движение, то представим предыдущее уравнение в виде:
(9.8)
Видно, что к «настоящей» силе добавились 2 силы инерции: кориолисова сила (сила Кориолиса):
(9.9)
и переносная сила инерции
. (9.10)
Рассмотрим второе слагаемое в правой части уравнения:
. (9.11)
В преобразованиях учтено, что
;
. Кроме того для двойного векторного произведения векторов
,
и
можно записать:
. (9.12)
Следовательно, переносная сила равна:
. (9.13)
Переносная сила состоит из 3-х слагаемых сил инерции:
- поступательная сила инерции, возникающая из-за ускоренного движения начала координат НСО;
- сила инерции, обусловленная неравномерностью вращения НСО (сила не получила специального названия);
- центробежная сила инерции, связанная с ускорением при равномерном вращении НСО. Кориолисова сила возникает только тогда, когда НСО вращается, а материальная точка движется с некоторой постоянной скоростью относительно этой системы. Кориолисова сила всегда перпендикулярна скорости. Следовательно, сила Кориолиса при относительном движении не совершает работы и является гироскопической силой (наряду с силой Лоренца).
| Законы Кеплера |